汽車設計制造中數字化技術的應用

曹純儒

湖北大運汽車有限公司技術中心 湖北省十堰市 410004

交通運輸系統的大力建設與逐步完善為汽車產業的發展提供了良好的機遇，經濟進步與科技水平提升亦成為汽車設計制造的核心支撐力量。目前，汽車產業備受關注，是我國市場經濟體系中的關鍵性組成部分。汽車設計制造工藝是汽車生產中的重點環節，不僅直接決定著汽車結構的合理性與產品的科技含量，更影響著汽車整體的性能，尤其是安全性、平穩性以及操作穩定性等。因此，加強汽車設計制造、優化汽車產品質量是目前我國汽車產業關注與投資的重點。與此同時，面對愈加激烈的產業競爭，汽車生產企業應積極創新研發，提高新產品推出的速度，并通過引入現代化的高新技術以優化產品性能，給予用戶以全新的體驗。數字化技術作為近年來廣泛應用的先進科學，與汽車設計制造的融合能夠顯著增強汽車制造的信息化水平。

1 數字化技術概述

1.1 數字化技術的基本概念

現代社會是信息社會，信息社會的實現離不開信息技術、數字化分析技術的支持。數字化技術作為現階段我國廣泛應用的新興科技之一，其在傳統制造業中展現出全新的創新力量。數字化技術主要是指通過運用計算機技術、數據庫技術以及多媒體，從現實生產需求出發，更快速、更全面的搜集生產數據，并對數據進行針對性的分析、處理，從而構建出產品的綜合模型，以生產出更優質且滿足當代社會要求的產品。數字化技術的產生與應用能夠顯著提高數據分析的精度，增強數據分析的效率，在同一時間軸上，數字化技術能夠綜合處理大量的數據信息，為我國制造業的現代化轉型提供了可能。

1.2 數字化技術的應用意義

數字化技術作為現代化科技發展的產物，在各個產業中都具有著良好的應用。數字化技術的核心或基礎是計算機技術，通過廣泛搜集信息數據，利用計算機設計程序構建出三維虛擬產品模型。這一方面能夠增強產品設計的可視化程度，全方面的將產品設計信息展現出來，從而及時發現設計的不足之處；另一方面，數字化技術亦能夠提高產品設計的精確性，簡化設計流程，減輕設計工作的負擔，提高工作效率。汽車產業是近年來我國經濟發展的重要支柱性產業，數字化技術在企業生產制造中具有著良好的應用意義。汽車是一個同時包含了多個構件的復雜系統，每一個構件的結構與質量均對汽車品質具有重要影響，數字化技術通過計算機設計系統能夠綜合測算各個構件，從而更精準的獲得構件內部結構、性狀特點等信息，最終促進各個汽車構件的相互平衡。綜上所述，數字化技術能夠提高汽車生產效率，減少人工成本，是推動我國汽車產業長久進步的重要科技力量。

2 數字化技術在汽車設計中的應用

2.1 逆向工程技術的應用

逆向工程技術作為數字化領域中的核心科技之一，其主要應用在產品的設計環節之中。截止到目前，逆向工程技術已經在我國汽車產品的設計程序中得到了有效的使用，并受到了企業生產制造業的廣泛重視。逆向工程技術主要是指根據具體產品的設計需求，針對性的分析系統內的設計信息，繼而構建出滿足產品設計要求的自由曲面，隨后該曲面會導入計算機反求軟件內，完成產品設計的反求操作。相對比當前存在的企業產品設計信息分析技術，逆向工程技術能夠顯著增強數據分析的準確性和真實性，同時，逆向分析技術也可以針對多種產品設計方案進行分析、監測，這被廣泛應用于新型汽車產品的研發與設計之中。

2.2 非接觸式三坐標測量技術的應用

現階段，三坐標測量已廣泛應用于我國汽車設計環節之中，其是確定坐標信息、提高設計模型的精準性與可靠性的重要保障。通常情況下，汽車產品的設計人員從外界與內心兩個層面獲得設計靈感，隨后根據產品研發目的與設計創意來進行汽車產品的具體設計工作，這一工作主要通過油泥塑造的方式得以達成。三坐標測量就是在設計人員完成油泥塑造之后的工序。一般狀態下，傳統的三坐標測量無法確保測量結果的真實性與準確度，甚至與真實情況相差甚遠。因此，為了避免發生較大的測量失誤，并給整個產品設計造成重大影響，設計人員引入了數字化技術，將非接觸式三坐標測量技術應用在汽車產品的坐標測量之中。這不僅能夠在較大程度上削弱噪點，且有益于減少降低產品設計與測量中的尖角噪點，從而為產品設計模型的調試與完善提供有力的數據支撐。

3 數字化技術在汽車制造中的應用

目前，汽車制造過程也成為數字化技術應用的重要領域之一，其不僅有益于提升汽車產品制造的質量，更能夠在較大程度上減少企業投資的生產成本、增強汽車生產效率。具體來說，數字化技術在汽車制造中的具體應用主要表現在以下幾個方面：首先，數據更改。汽車設計人員通過計算機軟件系統構建出虛擬化的汽車產品模型，數字化技術可根據汽車模型的測量結果與設計目標，進行針對性的數據調整，在現階段的具體實踐中，數字化技術可精確的更改復雜曲面的相關數據，從而精進流程、降低人力資源與汽車產品加工的原材料耗費，亦有助于增強產品的精準度。其次，汽車產品制造中刀具與工件的數字化。汽車制造是包含諸多工序與眾多生產設備的復雜工作，企業制造商通過引入數字化技術并將其應用到汽車制造加工的各個環節，從而構建出完善的數字化生產系統，這能夠大幅度推動我國汽車產業進步。數字化生產系統的建設離不開具體工件和刀具的數字化，工件與刀具是現階段我國汽車制造中的核心工具，設計人員可首先利用計算機設計系統構建出針對性的工件模型，從而提高工件制造的精度。最后，刀具軌跡的設置。除上述兩個方面之外，對刀具軌跡進行科學設置也是目前數字化技術在汽車制造過程中的重要應用。汽車產品的結構各有特色，因此，汽車制造過程中所使用的刀具也具有多種走向，當前我國汽車制造領域中普通使用的刀具軌跡處置方法主要是平行切法，其實施難度系數不高，卻有益于增強加工效率，保障汽車產品的制造品質與設計需求一致。

4 數字化技術在汽車評審體系中的應用

汽車評審體系亦需要完成數字化建設，這一應用層面主要集中在數字化技術對于評審模型的構架方面。通常情況下，數字化評審體系重點涉及到五個層面，具體是汽車產品造型、零部件開發、結構總布置、整車分析以及制造工程，其中，整車分析與制造工程則是汽車評審的關鍵點。評審人員通過數字化技術創建出統一的數據標準，從而提高汽車產品評審過程的直觀性與有效性。與此同時，數字化技術能夠定義模數成熟度要求，將不同的生產環節模數成熟度差異化。例如最系統而完善的三維模型。另外，數字化技術能夠把汽車產品制造過程中的關鍵性工序進行數據凍結操作，從而確保應用在后續操作中的數字可靠性，為汽車評審工作奠定基礎。

5 結語

綜上所述，數字化是我國制造產業發展的必然趨勢，亦是滿足社會發展與人們使用需求的重要措施。數字化技術已在汽車設計與制造中獲得了良好的應用。高質量、高效率的數字化生產逐漸取代了傳統的的生產模式，汽車產品的設計精度與設計質量得到了顯著提高，汽車產品制造過程也逐步向高效率、低消耗的方向發展。